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aclnnSwishBackward

支持的产品型号

  • Atlas 推理系列产品
  • Atlas 训练系列产品
  • Atlas A2 训练系列产品/Atlas 800I A2 推理产品

接口原型

每个算子分为两段式接口,必须先调用“aclnnSwishBackwardGetWorkspaceSize”接口获取计算所需workspace大小以及包含了算子计算流程的执行器,再调用“aclnnSwishBackward”接口执行计算。

  • aclnnStatus aclnnSwishBackwardGetWorkspaceSize(const aclTensor* gradOutput, const aclTensor* self, const aclScalar* betaOptional, aclTensor* gradInput, uint64_t* workspaceSize, aclOpExecutor** executor)
  • aclnnStatus aclnnSwishBackward(void* workspace, uint64_t workspaceSize, aclOpExecutor* executor, aclrtStream stream)

功能描述

  • 算子功能:aclnnSwishBackward是aclnnSwish激活函数的反向传播,用于计算Swish激活函数的梯度。

  • 计算公式:

    • Swish函数公式
    s(x)=xσ(βx)s(x) = x*\sigma(\beta x)
    • Swish函数公式的导数实现
    $$ \begin{align*} s^\prime(x) &= \beta s(x)+\sigma(\beta x)(1-\beta s(x)) \\ &= \sigma(\beta x)*(1+\beta x(1-\sigma(\beta x))) \end{align*} $$ $$

    gradInput = gradOutput * s^\prime(x) $$

    σ(x)=11+ex\sigma(x) = {\frac{1} {1+{e}^{-x}}}

    其中σ(x)\sigma(x)为sigmoid函数,s(x)s(x)为swish函数,s(x)s^\prime(x)为swish函数的导数。

aclnnSwishBackwardGetWorkspaceSize

  • 参数说明:

    • gradOutput(aclTensor*,计算输入):表示Swish激活函数正向输出的梯度,公式中的gradOutputgradOutput,Device侧的aclTensor。数据格式支持ND,gradOutput、self与gradInput的shape一致,gradOutput、self与gradInput的数据类型一致。支持非连续的Tensor
      • Atlas 推理系列产品Atlas 训练系列产品:数据类型支持FLOAT16、FLOAT。
      • Atlas A2 训练系列产品/Atlas 800I A2 推理产品:数据类型支持BFLOAT16、FLOAT16、FLOAT。
    • self(aclTensor*,计算输入):表示用于计算激活函数的张量,公式中的xx,Device侧的aclTensor。数据格式支持ND,gradOutput、self与gradInput的shape一致,gradOutput、self与gradInput的数据类型一致。支持非连续的Tensor
      • Atlas 推理系列产品Atlas 训练系列产品:数据类型支持FLOAT16、FLOAT。
      • Atlas A2 训练系列产品/Atlas 800I A2 推理产品:数据类型支持BFLOAT16、FLOAT16、FLOAT。
    • betaOptional(aclScalar*,计算输入):表示可调节参数,用于控制Swish函数的形状和斜率的标量,公式中的β\beta,Host侧的aclScalar。数据类型需要是可转换为FLOAT的数据类型(参见互转换关系)。当betaOptional为空指针时,接口以1.0进行计算。
    • gradInput(aclTensor*,计算输出):backward计算的输出,为Swish正向输入的梯度值,即对输入进行求导后的结果,公式中的gradInputgradInput,Device侧的aclTensor。数据格式支持ND,gradOutput、self与gradInput的shape一致,gradOutput、self与gradInput的数据类型一致。支持非连续的Tensor
      • Atlas 推理系列产品Atlas 训练系列产品:数据类型支持FLOAT16、FLOAT。
      • Atlas A2 训练系列产品/Atlas 800I A2 推理产品:数据类型支持BFLOAT16、FLOAT16、FLOAT。
    • workspaceSize(uint64_t*,出参):返回需要在Device侧申请的workspace大小。
    • executor(aclOpExecutor**,出参):返回op执行器,包含了算子计算流程。
  • 返回值:

    ​aclnnStatus:返回状态码,具体参见aclnn返回码

    第一段接口完成入参校验,出现以下场景时报错:
    返回161001(ACLNN_ERR_PARAM_NULLPTR):1. 传入的gradOutput、self或gradInput是空指针。
    返回161002(ACLNN_ERR_PARAM_INVALID):1. gradOutput、self、betaOptional或gradInput的数据类型不在支持的范围之内。
                                          2. gradOutput、self和gradInput的数据类型不同。
                                          3. gradOutput、self和gradInput的shape不同。

aclnnSwishBackward

  • 参数说明:

    • workspace(void*,入参):在Device侧申请的workspace内存地址。
    • workspaceSize(uint64_t,入参):在Device侧申请的workspace大小,由第一段接口aclnnSwishBackwardGetWorkspaceSize获取。
    • executor(aclOpExecutor*,入参):op执行器,包含了算子计算流程。
    • stream(aclrtStream,入参):指定执行任务的AscendCL Stream流。
  • 返回值:

    aclnnStatus:返回状态码,具体参见aclnn返回码

约束与限制

调用示例

示例代码如下,仅供参考,具体编译和执行过程请参考编译与运行样例

#include <iostream>
#include <vector>
#include "acl/acl.h"
#include "aclnnop/aclnn_swish_backward.h"

#define CHECK_RET(cond, return_expr) \
  do {                               \
    if (!(cond)) {                   \
      return_expr;                   \
    }                                \
  } while (0)

#define LOG_PRINT(message, ...)     \
  do {                              \
    printf(message, ##__VA_ARGS__); \
  } while (0)

int64_t GetShapeSize(const std::vector<int64_t>& shape) {
  int64_t shapeSize = 1;
  for (auto i : shape) {
    shapeSize *= i;
  }
  return shapeSize;
}

int Init(int32_t deviceId, aclrtStream* stream) {
  // 固定写法,AscendCL初始化
  auto ret = aclInit(nullptr);
  CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclInit failed. ERROR: %d\n", ret); return ret);
  ret = aclrtSetDevice(deviceId);
  CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclrtSetDevice failed. ERROR: %d\n", ret); return ret);
  ret = aclrtCreateStream(stream);
  CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclrtCreateStream failed. ERROR: %d\n", ret); return ret);
  return 0;
}

template <typename T>
int CreateAclTensor(const std::vector<T>& hostData, const std::vector<int64_t>& shape, void** deviceAddr,
                    aclDataType dataType, aclTensor** tensor) {
  auto size = GetShapeSize(shape) * sizeof(T);
  // 调用aclrtMalloc申请device侧内存
  auto ret = aclrtMalloc(deviceAddr, size, ACL_MEM_MALLOC_HUGE_FIRST);
  CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclrtMalloc failed. ERROR: %d\n", ret); return ret);
  // 调用aclrtMemcpy将host侧数据拷贝到device侧内存上
  ret = aclrtMemcpy(*deviceAddr, size, hostData.data(), size, ACL_MEMCPY_HOST_TO_DEVICE);
  CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclrtMemcpy failed. ERROR: %d\n", ret); return ret);

  // 计算连续tensor的strides
  std::vector<int64_t> strides(shape.size(), 1);
  for (int64_t i = shape.size() - 2; i >= 0; i--) {
    strides[i] = shape[i + 1] * strides[i + 1];
  }

  // 调用aclCreateTensor接口创建aclTensor
  *tensor = aclCreateTensor(shape.data(), shape.size(), dataType, strides.data(), 0, aclFormat::ACL_FORMAT_ND,
                            shape.data(), shape.size(), *deviceAddr);
  return 0;
}

int main() {
  // 1. (固定写法)device/stream初始化,参考AscendCL对外接口列表
  // 根据自己的实际device填写deviceId
  int32_t deviceId = 0;
  aclrtStream stream;
  auto ret = Init(deviceId, &stream);
  CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("Init acl failed. ERROR: %d\n", ret); return ret);

  // 2. 构造输入与输出,需要根据API的接口自定义构造
  std::vector<int64_t> gradOutputShape = {2, 3};
  std::vector<int64_t> selfShape = {2, 3};
  std::vector<int64_t> gradInputShape = {2, 3};
  void* gradOutDeviceAddr = nullptr;
  void* selfDeviceAddr = nullptr;
  void* gradInputDeviceAddr = nullptr;
  aclTensor* gradOut = nullptr;
  aclTensor* self = nullptr;
  aclScalar* betaOptional = nullptr;
  aclTensor* gradInput = nullptr;
  std::vector<float> gradOutHostData = {1, 1, 1, 1, 1, 1};
  std::vector<float> selfHostData = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
  std::vector<float> gradInputHostData = {0, 0, 0, 0, 0, 0};
  float betaValue = 1.1f;

  // 创建gradOut aclTensor
  ret = CreateAclTensor(gradOutHostData, gradOutputShape, &gradOutDeviceAddr, aclDataType::ACL_FLOAT, &gradOut);
  CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, return ret);

  // 创建self aclTensor
  ret = CreateAclTensor(selfHostData, selfShape, &selfDeviceAddr, aclDataType::ACL_FLOAT, &self);
  CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, return ret);

  // 创建betaOptional aclScalar
  betaOptional = aclCreateScalar(&betaValue, aclDataType::ACL_FLOAT);
  CHECK_RET(betaOptional != nullptr, return ret);

  // 创建gradInput aclTensor
  ret = CreateAclTensor(gradInputHostData, gradInputShape, &gradInputDeviceAddr, aclDataType::ACL_FLOAT, &gradInput);
  CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, return ret);

  // 3. 调用CANN算子库API,需要修改为具体的Api名称
  uint64_t workspaceSize = 0;
  aclOpExecutor* executor;
  // 调用aclnnSwishBackward第一段接口
  ret = aclnnSwishBackwardGetWorkspaceSize(gradOut, self, betaOptional, gradInput, &workspaceSize, &executor);
  CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclnnSwishBackwardGetWorkspaceSize failed. ERROR: %d\n", ret); return ret);
  // 根据第一段接口计算出的workspaceSize申请device内存
  void* workspaceAddr = nullptr;
  if (workspaceSize > 0) { 
    ret = aclrtMalloc(&workspaceAddr, workspaceSize, ACL_MEM_MALLOC_HUGE_FIRST);
    CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("allocate workspace failed. ERROR: %d\n", ret); return ret);
  }
  // 调用aclnnSwishBackward第二段接口
  ret = aclnnSwishBackward(workspaceAddr, workspaceSize, executor, stream);
  CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclnnSwishBackward failed. ERROR: %d\n", ret); return ret);

  // 4. (固定写法)同步等待任务执行结束
  ret = aclrtSynchronizeStream(stream);
  CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclrtSynchronizeStream failed. ERROR: %d\n", ret); return ret);

  // 5. 获取输出的值,将device侧内存上的结果拷贝至host侧,需要根据具体API的接口定义修改
  auto size = GetShapeSize(gradInputShape);
  std::vector<float> outData(size, 0);
  ret = aclrtMemcpy(outData.data(), outData.size() * sizeof(outData[0]), gradInputDeviceAddr,
                    size * sizeof(outData[0]), ACL_MEMCPY_DEVICE_TO_HOST);
  CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("copy result from device to host failed. ERROR: %d\n", ret); return ret);
  for (int64_t i = 0; i < size; i++) {
    LOG_PRINT("out result[%ld] is: %f\n", i, outData[i]);
  }

  // 6. 释放aclTensor和aclScalar,需要根据具体API的接口定义修改
  aclDestroyTensor(gradOut);
  aclDestroyTensor(self);
  aclDestroyScalar(betaOptional);
  aclDestroyTensor(gradInput);

  // 7. 释放device资源,需要根据具体API的接口定义修改
  aclrtFree(gradOutDeviceAddr);
  aclrtFree(selfDeviceAddr);
  aclrtFree(gradInputDeviceAddr);
  if (workspaceSize > 0) {
    aclrtFree(workspaceAddr);
  }
  aclrtDestroyStream(stream);
  aclrtResetDevice(deviceId);
  aclFinalize();
  return 0;
}